JP5991452B2 - Quartz crystal vibration device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、パッケージング材により水晶振動子が封止されている、水晶振動装置に関する。 The present invention relates to a crystal vibration device in which a crystal resonator is sealed with a packaging material.
従来、携帯型電子機器に、水晶振動装置が広く用いられている。例えば、下記の特許文献1には、水晶振動板が、パッケージング材により封止された水晶振動装置が開示されている。特許文献1では、上記水晶振動板と上記パッケージング材とが、インナー電極を介して接続され、かつ固定化されている。 Conventionally, crystal vibration devices have been widely used in portable electronic devices. For example, Patent Document 1 below discloses a crystal vibration device in which a crystal vibration plate is sealed with a packaging material. In Patent Document 1, the crystal diaphragm and the packaging material are connected and fixed via an inner electrode.
また、下記の特許文献2には、水晶振動子と、上枠部及び下枠部を有するパッケージング材とを備える水晶振動装置が開示されている。特許文献2の水晶振動装置では、水晶振動子が、上記パッケージング材の上枠部及び下枠部に狭持されている。すなわち、特許文献2の水晶振動装置では、水晶振動子がパッケージング材に直接接続されている。
近年、携帯電子機器の小型化に伴い、水晶振動装置にも小型化が求められている。しかしながら、特許文献1の水晶振動装置において、小型化したパッケージング材に水晶振動板を精度よく搭載するためには、水晶振動板そのものも小さくする必要があった。この場合、十分な振動部を確保することができず、水晶振動子のQ値が劣化することがあった。 In recent years, with the miniaturization of portable electronic devices, miniaturization of crystal vibration devices is also required. However, in the crystal vibration device of Patent Document 1, in order to accurately mount the crystal vibration plate on the downsized packaging material, it is necessary to reduce the size of the crystal vibration plate itself. In this case, a sufficient vibration part cannot be secured, and the Q value of the crystal resonator may deteriorate.
また、特許文献2のように水晶振動子がパッケージング材に直接接続する構成では、パッケージング材からの振動や応力が水晶振動子に伝搬することにより、安定したQ値を得られない場合があった。
In addition, in the configuration in which the crystal unit is directly connected to the packaging material as in
本発明の目的は、小型化を図ることができ、Q値が良好である水晶振動装置及び該水晶振動装置の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a crystal resonator device that can be miniaturized and has a good Q value, and a method for manufacturing the crystal resonator device.
本発明に係る水晶振動装置は、水晶振動子搭載面を有する第1のパッケージング材と、上記第1のパッケージング材の水晶振動子搭載面に搭載されている水晶振動子と、上記第1のパッケージング材と上記水晶振動子とを電気的に接続かつ機械的に接合するように設けられている接合材と、上記第1のパッケージング材上に積層されており、上記水晶振動子が封止されるように、上記第1のパッケージング材と共に封止空間を形成している、第2,第3のパッケージング材と、上記第1のパッケージング材と上記第2のパッケージング材とを接合するように設けられている、第1の封止枠と、上記第2のパッケージング材と上記第3のパッケージング材とを接合するように設けられている、第2の封止枠とを備え、上記第2のパッケージング材が枠状であって、上記水晶振動子の外周縁を囲むように形成されており、上記第2のパッケージング材と上記水晶振動子を形成するための水晶基板とが、同一の水晶基板から形成されている。 The crystal resonator device according to the present invention includes a first packaging material having a crystal resonator mounting surface, a crystal resonator mounted on the crystal resonator mounting surface of the first packaging material, and the first A packaging material provided so as to electrically connect and mechanically join the packaging material and the crystal unit, and the crystal unit is stacked on the first packaging material. The second and third packaging materials, the first packaging material and the second packaging material forming a sealed space together with the first packaging material so as to be sealed. A second sealing provided to join the first sealing frame, the second packaging material, and the third packaging material. And the second packaging Is formed in a frame shape so as to surround an outer peripheral edge of the crystal resonator, and the second packaging material and the crystal substrate for forming the crystal resonator are formed from the same crystal substrate. Is formed.
本発明に係る水晶振動装置のある特定の局面では、上記第2のパッケージング材が、上記封止空間を隔てて、上記水晶振動子の外周縁を囲むように形成されている。 In a specific aspect of the crystal oscillating device according to the present invention, the second packaging material is formed so as to surround the outer peripheral edge of the crystal resonator with the sealing space therebetween.
本発明に係る水晶振動装置の他の特定の局面では、上記第2のパッケージング材と上記水晶振動子とを接続するように設けられている、ダンピング材をさらに備え、上記第2のパッケージング材が、上記ダンピング材を隔てて上記水晶振動子の外周縁を囲むように形成されている。 In another specific aspect of the crystal resonator device according to the invention, the second packaging material further includes a damping material provided to connect the second packaging material and the crystal resonator. A material is formed so as to surround the outer peripheral edge of the crystal resonator with the damping material interposed therebetween.
本発明に係る水晶振動装置の別の特定の局面では、上記第1のパッケージング材の上記水晶振動子が搭載されている面とは反対側の面に、電子部品が搭載されており、上記第1〜第3のパッケージング材、上記水晶振動子を形成するための水晶基板及び上記電子部品が、同一の水晶基板から形成されている。 In another specific aspect of the crystal resonator device according to the invention, an electronic component is mounted on the surface of the first packaging material opposite to the surface on which the crystal resonator is mounted, The first to third packaging materials, the crystal substrate for forming the crystal resonator, and the electronic component are formed from the same crystal substrate.
本発明に係る水晶振動装置のさらに他の特定の局面では、上記第2のパッケージング材及び上記水晶振動子を形成するための水晶基板が同じ厚みであり、上記第2のパッケージング材の上面及び下面と、上記水晶振動子を形成するための水晶基板とが同一の面内に位置している。 In still another specific aspect of the crystal oscillating device according to the present invention, the second packaging material and the crystal substrate for forming the crystal resonator have the same thickness, and the upper surface of the second packaging material. The lower surface and the crystal substrate for forming the crystal resonator are located in the same plane.
本発明に係る水晶振動装置の製造方法は、上記水晶振動装置の製造方法であって、水晶基板を用意する工程と、上記水晶基板をトリミングすることにより、水晶振動子形成部分と、該水晶振動子形成部分の外周縁を囲むように形成されている、枠状の第2のパッケージング材部分とを形成する工程と、上記水晶振動子形成部分に、水晶振動子を振動させるための第1,第2の振動電極を取り付ける工程と、上記水晶振動子形成部分に取り付けられた第1,第2の振動電極と、第1のパッケージング材とを、接合材により接合する工程と、第2のパッケージング材に、第1,第3のパッケージング材を、第1,第2の封止枠を用いて貼り合わせることにより、封止空間を形成する工程とを備える。 A method for manufacturing a crystal resonator device according to the present invention is a method for manufacturing the crystal resonator device, comprising: preparing a crystal substrate; trimming the crystal substrate; A step of forming a frame-shaped second packaging material portion formed so as to surround an outer peripheral edge of the child forming portion, and a first for vibrating the crystal resonator in the crystal resonator forming portion. , A step of attaching the second vibrating electrode, a step of bonding the first and second vibrating electrodes attached to the crystal resonator forming portion and the first packaging material with a bonding material, A step of forming a sealed space by bonding the first and third packaging materials to the packaging material using the first and second sealing frames.
本発明に係る水晶振動装置の製造方法のある特定の局面では、上記水晶基板をトリミングする工程が、上記水晶基板の一部をトリミングすることにより、上記水晶振動子形成部分と、該水晶振動子形成部分に一部が接続されており、かつ上記水晶振動子形成部分の外周縁を囲むように形成されている、上記枠状の第2のパッケージング材部分とを形成する工程であって、上記水晶振動子形成部分に取り付けられた上記第1,第2の振動電極と、上記第1のパッケージング材とを、上記接合材により接合する工程の後に、上記水晶振動子形成部分と、上記第2のパッケージング材部分との接続部分をトリミングすることにより除去する工程をさらに備える。 In a specific aspect of the method for manufacturing a crystal resonator device according to the present invention, the step of trimming the crystal substrate includes trimming a part of the crystal substrate to thereby form the crystal resonator forming portion and the crystal resonator. Forming a frame-shaped second packaging material portion that is partially connected to the formation portion and is formed so as to surround the outer peripheral edge of the crystal resonator formation portion; After the step of bonding the first and second vibrating electrodes attached to the crystal resonator forming portion and the first packaging material with the bonding material, the crystal resonator forming portion, The method further includes a step of trimming and removing the connection portion with the second packaging material portion.
本発明に係る水晶振動装置の製造方法の他の特定の局面では、上記水晶基板をトリミングする工程において、上記水晶振動子形成部分の外周縁と、上記枠状の第2のパッケージング材部分の内周縁との間に存在する水晶基板を完全に除去した後に、上記水晶基板を除去した部分にダンピング材を挿入する工程がさらに備えられる。 In another specific aspect of the method for manufacturing a crystal resonator device according to the present invention, in the step of trimming the crystal substrate, the outer peripheral edge of the crystal resonator forming portion and the frame-shaped second packaging material portion The method further includes the step of inserting a damping material into the portion from which the quartz substrate has been removed after completely removing the quartz substrate existing between the inner periphery and the inner periphery.
本発明に係る水晶振動装置の製造方法の別の特定の局面では、上記水晶基板をトリミングする工程の前に、上記水晶基板の第1,第2の主面に、上記水晶基板を保護するための第1,第2のマスク層を形成する工程がさらに備えられる。 In another specific aspect of the method for manufacturing a crystal resonator device according to the present invention, the crystal substrate is protected on the first and second main surfaces of the crystal substrate before the step of trimming the crystal substrate. The step of forming the first and second mask layers is further provided.
本発明に係る水晶振動装置の製造方法のさらに他の特定の局面では、上記第1,第2のマスク層を形成する工程において、上記第1のマスク層の張力と、上記第2のマスク層の張力が一致するように、上記第1,第2のマスク層を形成する。 In still another specific aspect of the method for manufacturing a quartz-crystal vibrating device according to the present invention, in the step of forming the first and second mask layers, the tension of the first mask layer and the second mask layer are formed. The first and second mask layers are formed so that their tensions coincide with each other.
本発明に係る水晶振動装置及び該水晶振動装置の製造方法では、同一の水晶基板から、水晶振動子及び第2のパッケージング材を形成する。従って、水晶振動子の大きさを小さくせずとも、小型化したパッケージング材に水晶振動子を精度よく搭載できる。これにより、水晶振動子の振動部の大きさが十分に確保され、良好なQ値を安定的に得ることができる。また、本発明に係る水晶振動装置は、水晶振動子と第1〜第3のパッケージング材とが直接接続されていないため、パッケージング材からの応力や振動が水晶振動子に伝搬しにくい。 In the crystal vibration device and the method for manufacturing the crystal vibration device according to the present invention, the crystal resonator and the second packaging material are formed from the same crystal substrate. Therefore, it is possible to accurately mount the crystal unit on the downsized packaging material without reducing the size of the crystal unit. Thereby, the size of the vibration part of the crystal resonator is sufficiently ensured, and a good Q value can be stably obtained. In addition, since the crystal resonator according to the present invention is not directly connected to the crystal resonator and the first to third packaging materials, stress and vibration from the packaging material are difficult to propagate to the crystal resonator.
従って、本発明に係る水晶振動装置及び該水晶振動装置の製造方法によれば、小型化を図ることができ、Q値が良好である水晶振動装置を提供することができる。 Therefore, according to the crystal vibration device and the method of manufacturing the crystal vibration device according to the present invention, it is possible to provide a crystal vibration device that can be downsized and has a good Q value.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
(水晶振動装置)
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る水晶振動装置の斜視図であり、図1(b)は、その分解斜視図である。(Quartz vibration device)
Fig.1 (a) is a perspective view of the crystal oscillation apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, FIG.1 (b) is the exploded perspective view.
水晶振動装置1は、水晶振動子搭載面2aを有する第1のパッケージング材2を備える。本実施形態において、第1のパッケージング材2は、矩形板状の形状である。本実施形態において、第1のパッケージング材2は、ATカットされた水晶基板により形成されている。もっとも、第1のパッケージング材2は、アルミナなどの絶縁性セラミックスあるいは合成樹脂などの適宜の絶縁性材料により形成されていてもよく、材質は特に限定されない。
The crystal vibration device 1 includes a
第1のパッケージング材2の水晶振動子搭載面2a上には、水晶振動子7が搭載されている。上記水晶振動子7は、水晶基板7aを有する。水晶基板7aは、矩形板状の形状を有する。水晶基板7aの上面は、一対の長辺と一対の短辺とを有する。この長辺の延びる方向を長さ方向、短辺の伸びる方向を幅方向とする。水晶振動子7は、一方の短辺近傍において、第1,第2の接合材9,10により片持ち梁で支持されている。すなわち、水晶振動子7は、一方の上記短辺側部分で支持されており、反対側の短片が自由端とされている。
A
第1,第2の接合材9,10は、適宜の合成樹脂と適宜の導電性材料とを含む導電性接着剤を用いて形成することができる。エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂に導電性材料が分散されてなるエポキシ樹脂系導電性接着剤を用いることが望ましい。その場合には、接合強度をより一層充分に高めることができる。なお、導電性接着剤の代わりに半田を用いてもよい。
The first and
水晶基板7aの上面には、図2(a)に示す第1の振動電極15が形成されている。水晶基板7aの下面には、図2(b)に示す第2の振動電極16が形成されている。第1,第2の振動電極15,16は水晶基板7aを介して重なり合うように設けられている。また、第1,第2の振動電極15,16は、水晶基板7aの上面及び下面において部分的に形成されている。
A first vibrating
第1の振動電極15には、第1の引き出し電極17が連ねられている。第1の引き出し電極17は、水晶基板7aの上面から一方の短辺側の側面を経て下面に至っている。すなわち、図2(a)に示す引き出し電極部分17aが、図2(b)に示す水晶基板7aの下面に位置している。
A
他方、第2の振動電極16には、第2の引き出し電極18が連ねられている。第2の引き出し電極18は、水晶基板7aの一方の上記短辺側に引き出し電極部分18aを有する。引き出し電極部分17aと引き出し電極部分18aとは、水晶基板7aの下面において、上記幅方向両側に位置している。この引き出し電極部分17a,18aが、第1,第2の接合材9,10によりそれぞれ接合される部分に相当する。
On the other hand, a
上記第1,第2の振動電極15,16及び第1,第2の引き出し電極17,18は、AlやCuなどの適宜の金属もしくは合金により形成されている。
The first and second vibrating
図1(b)に示すように、水晶振動子7は、第1のパッケージング材2の水晶振動子搭載面2a上に実装される。第1のパッケージング材2もまた、矩形の平面形状を有する。そして、水晶基板7aにおける上記幅方向が、第1のパッケージング材2においても幅方向となるように水晶振動子7が第1のパッケージング材2上に実装される。水晶基板7aにおける上記長さ方向が、第1のパッケージング材2の長さ方向となる。
As shown in FIG. 1B, the
第1のパッケージング材2には、第1のパッケージング材2の厚み方向に貫通する第1,第2のビアホール電極12,13が設けられている。この第1,第2のビアホール電極12,13は、上記第1,第2の接合材9,10と、第1のパッケージング材2の水晶振動子搭載面2aとは反対側の面に設けられている図示しない第1,第2の端子電極とを電気的に接続するために設けられている。なお、本実施形態においては、第2のビアホール電極13と第2の接合材10とは、配線電極11を介して接合されている。また、上記図示しない第1,第2の端子電極は、外部電極と接続されている。
The
第1のパッケージング材2上には、第2,第3のパッケージング材3,4が形成されている。第2,第3のパッケージング材3,4は、上記水晶振動子7が封止されるように、前記第1のパッケージング材2と共に封止空間を形成している。
Second and
第2のパッケージング材3は、枠状体である。第2のパッケージング材3は、水晶振動子7の外周縁を囲むように形成されている。本実施形態において、第2のパッケージング材3は、隙間8を隔てて、水晶振動子7の外周縁を囲むように形成されている。
The
もっとも、図3に平面図で示すように、第2のパッケージング材3の内周縁と水晶振動子7の外周縁との間には、第2のパッケージング材3と水晶振動子7とを接続するように、ダンピング材14が設けられていてもよい。すなわち、第2のパッケージング材3は、ダンピング材14を隔てて、水晶振動子7の外周縁を囲むように形成されていてもよい。ダンピング材14を設けることにより、ATカットの振動を阻害することなく、水晶振動子7をパッケージ内で安定に固定することができる。
However, as shown in a plan view in FIG. 3, the
このように、本実施形態においては、水晶振動子7と上記第1〜第3のパッケージング材2〜4とが直接接続されておらず、第1〜第3のパッケージング材2〜4からの応力や振動が水晶振動子7に伝搬しにくい。従って、本実施形態に係る水晶振動装置1は、Q値が良好であり、信頼性に優れている。
Thus, in this embodiment, the
第2のパッケージング材3は、水晶振動子7を形成するための水晶基板7aと同一の水晶基板により形成されている。上記水晶基板7aは、ATカットされた水晶基板である。
The
また、本実施形態において、水晶振動子7を形成するための水晶基板7aと、第2のパッケージング材3の厚みは、同じ厚みである。そして、水晶振動子7を形成するための水晶基板7aの上面及び下面と、上記第2のパッケージング材3の上面及び下面は、同一の面内に位置している。もっとも、水晶基板7aと、第2のパッケージング材3の厚みは、異なる厚みであって、水晶基板7aの上面及び下面と、上記第2のパッケージング材3の上面及び下面は、同一の面内に位置していなくともよい。
In the present embodiment, the
第3のパッケージング材4は、矩形板状である。本実施形態において、第3のパッケージング材4は、水晶基板により形成されている。もっとも、第3のパッケージング材4は、他の材料により形成されていてもよい。 The third packaging material 4 has a rectangular plate shape. In the present embodiment, the third packaging material 4 is formed of a quartz substrate. However, the third packaging material 4 may be formed of other materials.
第1のパッケージング材2と第2のパッケージング材3との間には、第1の封止枠5が設けられている。第1の封止枠5により、第1のパッケージング材2と、第2のパッケージング材3とが接合されている。第1の封止枠5は、第2のパッケージング材3と同じ形状かつ同じ大きさであり、第2のパッケージング材3と重なるように設けられている。また、上記第1の封止枠5及び上記第2のパッケージング材3の外周縁は、第1のパッケージング材2の外周縁と重なるように設けられている。
A
他方、第2のパッケージング材3と、第3のパッケージング材4との間には、第2の封止枠6が設けられている。第2の封止枠6により、第2のパッケージング材3と、第3のパッケージング材4とが接合されている。第2の封止枠6は、第2のパッケージング材3と同じ形状かつ同じ大きさである。第2の封止枠6は、第2のパッケージング材3と重なるように設けられている。また、第2の封止枠6及び第2のパッケージング材3の外周縁は、第3のパッケージング材4の外周縁と重なるように設けられている。
On the other hand, a second sealing frame 6 is provided between the
もっとも、第1,第2の封止枠5,6は、水晶振動子7を封止し得る限り第2のパッケージング材3と異なる形状かつ異なる大きさであってもよく、設けられる位置についても限定されない。
However, the first and second sealing frames 5 and 6 may have different shapes and different sizes from the
上記第1,第2の封止枠5,6は、金属めっきにより形成された合金などの封止材料により形成される。上記封止材料としては、Au、Sn又はこれらの合金を用いることが好ましい。上記第1,第2の封止枠5,6が金属により形成されている場合、加熱により、第1,第2の封止枠5,6を融着させることにより、第1〜第3のパッケージング材2〜4を貼り合わせる。上記第1の封止枠5は、第1のパッケージング材2と第2のパッケージング材3との間に接合層を形成し、上記第2の封止枠6は、第2のパッケージング材3と第3のパッケージング材4との間に接合層を形成する。従って、上記第1,第2の封止枠5,6により、水晶振動子7を封止するとともに、水晶振動子7の振動を妨げないための隙間が形成される。
The first and second sealing frames 5 and 6 are formed of a sealing material such as an alloy formed by metal plating. As the sealing material, it is preferable to use Au, Sn, or an alloy thereof. When the first and second sealing frames 5 and 6 are made of metal, the first and second sealing frames 5 and 6 are fused to each other by heating, whereby the first to third sealing frames 5 and 6 are fused. The
本発明においては、上記本発明の一実施形態に係る水晶振動装置1で示したように、水晶振動子を形成するための水晶基板及び第2のパッケージング材が同一の水晶基板から形成されている。従って、水晶振動子の大きさを小さくせずとも、小型化したパッケージング材に水晶振動子を精度よく搭載できる。これにより、水晶振動子の振動部が十分に確保され、良好なQ値を安定的に得ることができる。また、上述したように、水晶振動子と第1〜第3のパッケージング材とが直接接続されていないため、第1〜第3のパッケージング材からの応力や振動が水晶振動子に伝搬しにくい。従って、本発明によれば、Q値が良好であり、信頼性に優れた水晶振動装置を提供することができる。 In the present invention, as shown in the crystal vibration device 1 according to the embodiment of the present invention, the crystal substrate and the second packaging material for forming the crystal resonator are formed from the same crystal substrate. Yes. Therefore, it is possible to accurately mount the crystal unit on the downsized packaging material without reducing the size of the crystal unit. Thereby, a sufficient vibration part of the crystal resonator is secured, and a good Q value can be stably obtained. In addition, as described above, since the crystal unit and the first to third packaging materials are not directly connected, stress and vibration from the first to third packaging materials propagate to the crystal unit. Hateful. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a crystal vibration device having a good Q value and excellent reliability.
(水晶振動装置の製造方法)
上記水晶振動装置1の製造方法は特に限定されないが、製造方法の一例を図4(a)〜図4(c)を参照して説明する。(Manufacturing method of crystal vibration device)
Although the manufacturing method of the said crystal oscillation apparatus 1 is not specifically limited, An example of a manufacturing method is demonstrated with reference to Fig.4 (a)-FIG.4 (c).
まず、図4(a)に示すようなATカットされた水晶基板19を用意する。しかる後、図4(b)に示すように、上記水晶基板19の一部を、トリミングすることにより、枠状の第2のパッケージング材部分19a及び水晶振動子形成部分19bを形成する。上記第2のパッケージング材部分19a及び水晶振動子形成部分19bは、接続部分19cを介して接続されている。上記第2のパッケージング材部分19aは、水晶振動子形成部分19bの外周縁を囲むように形成されている。
First, an AT-cut
以下、上記水晶基板19のトリミング方法の一例について、図5(a)〜図5(d)及び図6(a)〜図6(d)を参照して、詳細に説明する。
Hereinafter, an example of the trimming method of the
まず、図5(a)に示すように、ATカットされた水晶基板19を用意する。次に、図5(b)に示すように、水晶基板19の第1及び第2の主面としての上面及び下面に第1,第2の金属薄膜20a,20bを形成する。第1,第2の金属薄膜20a,20bを形成する材料としては、水晶と密着のよいものであれば特に限定されず、例えば、CrやTiなどが用いられる。
First, as shown in FIG. 5A, an AT-cut
次に、図5(c)に示すように、上記第1,第2の金属薄膜20a,20bに積層するように、第1,第2のレジストパターン21a,21bを形成する。ここで、第1のレジストパターン21aは、後工程で水晶基板19のトリミングを行う部分については、形成しないものとする。
Next, as shown in FIG. 5C, first and second resist
次に、図5(d)に示すように、上記第1の金属薄膜20aの上記第1のレジストパターン21aが形成されていない部分を、エッチングにより除去する。しかる後、図6(a)に示すように、レジスト剥離剤により上記第1,第2のレジストパターン21a,21bを除去する。
Next, as shown in FIG. 5D, a portion of the first metal
次に、図6(b)に示すように、上記第1,第2の金属薄膜20a,20bが設けられている部分に積層するように、メッキでトリミング用の第1,第2のマスク層22a,22bを形成する。第1,第2のマスク層22a,22bを構成する材料としては、後工程におけるイオンエッチングで除去されにくい金属であれば、特に限定されず、例えば、Niなどが用いられる。
Next, as shown in FIG. 6B, first and second mask layers for trimming by plating so as to be laminated on the portions where the first and second metal
次に、図6(c)に示すように、イオンエッチングにより、水晶基板19の一部、すなわち水晶基板19の第1のマスク層22aが設けられていない部分をトリミングする。もっとも、上記水晶基板19のトリミングは、他の方法により行ってもよく、特に限定されない。上記水晶基板19のトリミングにより、水晶振動子形成部分19b及び第2のパッケージング材部分19aを得ることができる。しかる後、図6(d)に示すように、上記第1,第2の金属薄膜20a,20b及び上記第1,第2のマスク層22a,22bを、エッチング剤により除去する。
Next, as shown in FIG. 6C, a part of the
なお、上記水晶基板19のトリミングに際しては、図7(a)〜図7(d)及び図8(a)〜図8(d)に示すトリミング方法の他の例のように、第1のマスク層22aの張力と第2のマスク層22bの張力が一致するように第2のマスク層22bが形成されていてもよい。すなわち、予め第2の金属薄膜20bの一部が除去され、かつ除去されていない第2の金属薄膜20b上にのみ、第2のマスク層22bが形成されている構造であってもよい。この場合、水晶基板19の変形を防止することができる。
When the
上記のような方法で、水晶基板19の一部をトリミングすることにより、図4(b)に示す、水晶振動子形成部分19b及び第2のパッケージング材部分19aが形成される。
By trimming a part of the
水晶振動装置1の製造方法においては、次に、上記水晶振動子形成部分19bに、水晶振動子7を振動させるための第1,第2の振動電極15,16を取り付ける。
In the manufacturing method of the crystal resonator device 1, next, the first and second vibrating
しかる後、第1,第2の振動電極15,16と、第1のパッケージング材2における第1のビアホール電極12又は配線電極11とを、第1,第2の接合材9,10を用いて接合する。この際、図4(c)に示すように、第1のパッケージング材2と第2のパッケージング材部分19aは、上述した第1の封止枠5を介して、積層される。
Thereafter, the first and second vibrating
次に、接続部分19cをトリミングにより除去する。しかる後、第3のパッケージング材4を、第2の封止枠6を介して第2のパッケージング材3に積層する。積層後、加熱により、第1,第2の封止枠5,6を融着させることにより、第1〜第3のパッケージング材2〜4を貼り合わせる。これにより、上記水晶振動装置1を得ることができる。
Next, the connecting
なお、本発明においては、上記水晶基板19のトリミング工程において、接続部分19cを形成せずに、第2のパッケージング材部分19aの内周縁と、上記水晶振動子形成部分19bの外周縁との間に存在する水晶基板19をトリミングにより完全に除去し、除去した部分にダンピング材14を挿入してもよい。具体的には、例えば、図6(c)のイオンエッチングの後、水晶振動子形成部分19b及び第2のパッケージング材部分19aが、第2の金属薄膜20bで接続されている状態で、ダンピング材14を充填し、該ダンピング材14を硬化させることにより挿入することができる。
In the present invention, in the trimming step of the
ダンピング材14を挿入する場合、レーザー加工のダメージが低減される。上記ダンピング材14を形成する材料としては、柔らかい材料であれば特に限定されず、例えばシリコンなどが用いられる。
When the damping
以上のように、本発明に係る水晶振動装置は、1枚の水晶基板をトリミングすることにより、水晶振動子を形成するための水晶基板及び第2のパッケージング材が形成される。従って、水晶振動子を形成する水晶基板の大きさを小さくせずとも、小型化したパッケージング材に水晶振動子を搭載できるため、十分な振動部が確保される。また、水晶振動子と第1〜第3のパッケージング材とが直接接続されていないため、パッケージング材からの応力や振動が水晶振動子に伝搬しにくい。従って、本発明に係る水晶振動装置の製造方法によれば、Q値が良好であり、信頼性に優れた水晶振動装置を提供することができる。 As described above, in the crystal vibration device according to the present invention, the crystal substrate and the second packaging material for forming the crystal resonator are formed by trimming one crystal substrate. Accordingly, since the crystal unit can be mounted on the downsized packaging material without reducing the size of the crystal substrate on which the crystal unit is formed, a sufficient vibration part is secured. Further, since the crystal resonator and the first to third packaging materials are not directly connected, stress and vibration from the packaging material are difficult to propagate to the crystal resonator. Therefore, according to the method for manufacturing a quartz crystal vibrating device according to the present invention, it is possible to provide a quartz crystal vibrating device having a good Q value and excellent reliability.
また、本発明においては、第1のパッケージング材の上記水晶振動子が搭載されている面とは反対側の面に、電子部品がさらに搭載されていてもよく、しかも該電子部品、第1〜第3のパッケージング材及び水晶振動子を形成するための水晶基板が、同一の水晶基板から形成されていてもよい。これにより、製造工程を簡略化することができる。 In the present invention, an electronic component may be further mounted on the surface of the first packaging material opposite to the surface on which the crystal resonator is mounted, and the electronic component, the first The quartz substrate for forming the third packaging material and the quartz resonator may be formed from the same quartz substrate. Thereby, a manufacturing process can be simplified.
1…水晶振動装置
2…第1のパッケージング材
2a…水晶振動子搭載面
3…第2のパッケージング材
4…第3のパッケージング材
5,6…第1,第2の封止枠
7…水晶振動子
7a,19…水晶基板
8…隙間
9,10…第1,第2の接合材
11…配線電極
12,13…第1,第2のビアホール電極
14…ダンピング材
15,16…第1,第2の振動電極
17,18…第1,第2の引き出し電極
17a,18a…第1,第2の引き出し電極部分
19a…第2のパッケージング材部分
19b…水晶振動子形成部分
19c…接続部分
20a,20b…第1,第2の金属薄膜
21a,21b…第1,第2のレジストパターン
22a,22b…第1,第2のマスク層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quartz
Claims (10)
前記第1のパッケージング材の水晶振動子搭載面に搭載されている水晶振動子と、
前記第1のパッケージング材と前記水晶振動子とを電気的に接続かつ機械的に接合するように設けられている接合材と、
前記第1のパッケージング材上に積層されており、前記水晶振動子が封止されるように、前記第1のパッケージング材と共に封止空間を形成している、第2,第3のパッケージング材と、
前記第1のパッケージング材と前記第2のパッケージング材とを接合するように設けられている、第1の封止枠と、
前記第2のパッケージング材と前記第3のパッケージング材とを接合するように設けられている、第2の封止枠とを備え、
前記第2のパッケージング材が枠状であって、前記水晶振動子の外周縁を囲むように形成されており、
前記第2のパッケージング材と、前記水晶振動子を形成するための水晶基板とが、同一の水晶基板から形成されている、水晶振動装置。A first packaging material having a crystal resonator mounting surface;
A crystal resonator mounted on a crystal resonator mounting surface of the first packaging material;
A bonding material provided to electrically connect and mechanically bond the first packaging material and the crystal resonator;
Second and third packages stacked on the first packaging material and forming a sealing space together with the first packaging material so that the crystal resonator is sealed. With lumber,
A first sealing frame provided to join the first packaging material and the second packaging material;
A second sealing frame provided to join the second packaging material and the third packaging material;
The second packaging material has a frame shape and is formed so as to surround an outer peripheral edge of the crystal resonator;
A crystal vibration device, wherein the second packaging material and a crystal substrate for forming the crystal resonator are formed from the same crystal substrate.
前記第2のパッケージング材が、前記ダンピング材を隔てて前記水晶振動子の外周縁を囲むように形成されている、請求項1に記載の水晶振動装置。A damping material provided to connect the second packaging material and the crystal unit;
The crystal vibrating device according to claim 1, wherein the second packaging material is formed so as to surround an outer peripheral edge of the crystal resonator with the damping material interposed therebetween.
前記第1〜第3のパッケージング材、前記水晶振動子を形成するための水晶基板及び前記電子部品が、同一の水晶基板から形成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水晶振動装置。An electronic component is mounted on the surface of the first packaging material opposite to the surface on which the crystal resonator is mounted,
The said 1st-3rd packaging material, the crystal substrate for forming the said crystal oscillator, and the said electronic component are formed from the same crystal substrate, The any one of Claims 1-3. Crystal vibration device.
水晶基板を用意する工程と、
前記水晶基板をトリミングすることにより、水晶振動子形成部分と、該水晶振動子形成部分の外周縁を囲むように形成されている、枠状の第2のパッケージング材部分とを形成する工程と、
前記水晶振動子形成部分に、水晶振動子を振動させるための第1,第2の振動電極を取り付ける工程と、
前記水晶振動子形成部分に取り付けられた第1,第2の振動電極と、第1のパッケージング材とを、接合材により接合する工程と、
第2のパッケージング材に、第1,第3のパッケージング材を、第1,第2の封止枠を用いて貼り合わせることにより、封止空間を形成する工程とを備える、水晶振動装置の製造方法。It is a manufacturing method of the crystal oscillation device according to claim 1,
Preparing a quartz substrate;
Trimming the crystal substrate to form a crystal resonator forming portion and a frame-shaped second packaging material portion formed so as to surround the outer peripheral edge of the crystal resonator forming portion; ,
Attaching the first and second vibrating electrodes for vibrating the crystal resonator to the crystal resonator forming portion;
Bonding the first and second vibrating electrodes attached to the crystal resonator forming portion and the first packaging material with a bonding material;
A step of forming a sealed space by bonding the first and third packaging materials to the second packaging material using the first and second sealing frames. Manufacturing method.
前記水晶振動子形成部分に取り付けられた前記第1,第2の振動電極と、前記第1のパッケージング材とを、前記接合材により接合する工程の後に、前記水晶振動子形成部分と、前記第2のパッケージング材部分との接続部分をトリミングすることにより除去する工程をさらに備える、請求項6に記載の水晶振動装置の製造方法。The step of trimming the quartz crystal substrate includes trimming a part of the quartz crystal substrate so that the quartz crystal resonator forming part is connected to the crystal oscillator forming part, and the crystal oscillator forming part is connected. A step of forming the frame-shaped second packaging material portion, which is formed so as to surround an outer peripheral edge of the portion,
After the step of bonding the first and second vibrating electrodes attached to the crystal resonator forming portion and the first packaging material with the bonding material, the crystal resonator forming portion, The manufacturing method of the crystal oscillation device according to claim 6, further comprising a step of trimming and removing a connection portion with the second packaging material portion.
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